附錄七　x86 CPU 的操作碼

8086/8088 OPCODE MAP

8086/8088 操作碼的資料是取自於 http://www.mlsite.net/8086/ 網站，網站的資料上說底下這張 8086 OPCODE MAP 是根據英特爾公司出版的「Intel Architecture Software Developer's Manual Volume 2」的附錄 A 改編而成的，刪去了 80286 及其以後發表的 CPU。小木偶想，對於初學者而言，這種簡化的資料，對於初學者查閱 8086/8088 OPCODE 非常有幫助。

8086/8088 OPCODE Map
	?0	?1	?2	?3	?4	?5	?6	?7	?8	?9	?A	?B	?C	?D	?E	?F
0?	ADD E b,G b	ADD E v,G v	ADD G b,E b	ADD G v,E v	ADD AL,I b	ADD AX,I v	PUSH ES	POP ES	OR E b,G b	OR E v,G v	OR G b,E b	OR G v,E v	OR AL,I b	OR AX,I v	PUSH CS
1?	ADC E b,G b	ADC E v,G v	ADC G b,E b	ADC G v,E v	ADC AL,I b	ADC AX,I v	PUSH SS	POP SS	SBB E b,G b	SBB E v,G v	SBB G b,E b	SBB G v,E v	SBB AL,I b	SBB AX,I v	PUSH DS	POP DS
2?	AND E b,G b	AND E v,G v	AND G b,E b	AND G v,E v	AND AL,I b	AND AX,I v	ES:	DAA	SUB E b,G b	SUB E v,G v	SUB G b,E b	SUB G v,E v	SUB AL,I b	SUB AX,I v	CS:	DAS
3?	XOR E b,G b	XOR E v,G v	XOR G b,E b	XOR G v,E v	XOR AL,I b	XOR AX,I v	SS:	AAA	CMP E b,G b	CMP E v,G v	CMP G b,E b	CMP G v,E v	CMP AL,I b	CMP AX,I v	DS:	AAS
4?	INC AX	INC CX	INC DX	INC BX	INC SP	INC BP	INC SI	INC DI	DEC AX	DEC CX	DEC DX	DEC BX	DEC SP	DEC BP	DEC SI	DEC DI
5?	PUSH AX	PUSH CX	PUSH DX	PUSH BX	PUSH SP	PUSH BP	PUSH SI	PUSH DI	POP AX	POP CX	POP DX	POP BX	POP SP	POP BP	POP SI	POP DI
6?
7?	JO J b	JNO J b	JB J b	JNB J b	JZ J b	JNZ J b	JBE J b	JA J b	JS J b	JNS J b	JPE J b	JPO J b	JL J b	JGE J b	JLE J b	JG J b
8?	GRP1 E b,I b	GRP1 E v,I v	GRP1 E b,I b	GRP1 E v,I b	TEST G b,E b	TEST G v,E v	XCHG G b,E b	XCHG G v,E v	MOV E b,G b	MOV E v,G v	MOV G b,E b	MOV G v,E v	MOV E w,S w	LEA G v,m	MOV S w,E w	POP E v
9?	NOP	XCHG AX,CX	XCHG AX,DX	XCHG AX,BX	XCHG AX,SP	XCHG AX,BP	XCHG AX,SI	XCHG AX,DI	CBW	CWD	CALL A p	WAIT	PUSHF	POPF	SAHF	LAHF
A?	MOV AL,O b	MOV AX,O v	MOV O b,AL	MOV O v,AX	MOVSB	MOVSW	CMPSB	CMPSW	TEST AL,I b	TEST AX,I v	STOSB	STOSW	LODSB	LODSW	SCASB	SCASW
B?	MOV AL,I b	MOV CL,I b	MOV DL,I b	MOV BL,I b	MOV AH,I b	MOV CH,I b	MOV DH,I b	MOV BH,I b	MOV AX,I v	MOV CX,I v	MOV DX,I v	MOV BX,I v	MOV SP,I v	MOV BP,I v	MOV SI,I v	MOV DI,I v
C?			RET I w	RET	LES G v,M p	LDS G v,M p	MOV E b,I b	MOV E v,I v			RETF I w	RETF	INT 3	INT I b	INTO	IRET
D?	GRP2 E b,1	GRP2 E v,1	GRP2 E b,CL	GRP2 E v,CL	AAM I 0	AAD I 0		XLAT
E?	LOOPNZ J b	LOOPZ J b	LOOP J b	JCXZ J b	IN AL,I b	IN AX,I b	OUT I b,AL	OUT I b,AX	CALL J v	JMP J v	JMP A p	JMP J b	IN AL,DX	IN AX,DX	OUT DX,AL	OUT DX,AX
F?	LOCK		REPNZ	REPZ	HLT	CMC	GRP3a E b	GRP3b E v	CLC	STC	CLI	STI	CLD	STD	GRP4 E b	GRP5 E v
	?0	?1	?2	?3	?4	?5	?6	?7	?8	?9	?A	?B	?C	?D	?E	?F

BYTE2 本是 Mod、Reg、R/M 三部分，但因為 OPCODE 太多無法容納在一個位元組中，因此有部分指令的操作碼延伸到 BYTE2 的第 3～5 位元。這樣的話，BYTE2 的第 3～5 位元不再是 Reg ，而是 OPCODE 的延伸。下表中最上面一列，代表 BYTE2 的第 3～5 位元之二進位數值。

8086/8088 OPCODE Map (OPCODE Extensions)
	ModR/M bit 3-5
	000	001	010	011	100	101	110	111
GRP1	ADD	OR	ADC	SBB	AND	SUB	XOR	CMP
GRP2	ROL	ROR	RCL	RCR	SHL	SHR		SAR
GRP3a	TEST E b,I b		NOT	NEG	MUL	IMUL	DIV	IDIV
GRP3b	TEST E v,I v		NOT	NEG	MUL	IMUL	DIV	IDIV
GRP4	INC	DEC
GRP5	INC	DEC	CALL	CALL E p	JMP	JMP E p	PUSH

上面的 8086/8088 OPCODE Map 以及 8086/8088 OPCODE Map ( OPCODE Extensions ) 兩張表格中，運算元使用了許多縮寫。例如 OPCODE 是 00 的指令是「ADD Eb,Gb」，運算元 Eb、Gb 都使用了縮寫，底下的表格說明了這些縮寫的英文字母所代表的意義。本附錄後面也有 IA－32 以及 x86－64 的 OPCODE Map 以及 OPCODE Map ( OPCODE Extensions )，其中的運算元也遵循底下的說明。

Argument Addressing Codes
A	此指令沒有 ModR/M 位元組（亦即沒有 BYTE2），其後接著的是位址就是運算元，此位址不可含有基底指標暫存器或索引暫存器，適用於 9AH、0EAH 的 CALL、JMP 指令。
C	ModR/M 位元組的 Reg 只能是控制暫存器（例如 CR0、CR1、CR2…… 等），只有在 80386 及其等級以上的 CPU 才有此類暫存器。
D	ModR/M 位元組的 Reg 只能是除錯暫存器（例如 DR0、DR1、DR2…… 等），只有在 80386 及其等級以上的 CPU 才有此類暫存器。
E	在 ModR/M 位元組之後接著的是運算元，此運算元可能是通用暫存器，也可能是記憶體位址。E 是英文 effective address 的縮寫，意思是有效記憶體，此位址是依據基底指標暫存器、索引暫存器、倍率及偏移位址計算而得，見第十九章用間接定址存取陣列。
G	ModR/M 位元組中的 Reg 欄位是通用暫存器（general purpose register，包含 AX、CX、DX、BX、SP、BP、SI、DI 及八位元的暫存器）。
I	此為立即值（immediate value），可視為常數，此數值會被編碼且在指令的後續位元組中。
J	此類指令沒有 ModR/M 位元組（亦即沒有 BYTE2），其後接著的是相對位址，代表往前或往後的跳躍距離，此類指令大多指的是 JE、JMP……或 LOOP 等等
M	此運算元為記憶體內容，用於 LES、LDS……。
O	此類指令沒有 ModR/M 位元組，其後接著的是代表記憶體位址，此位址大小可能是字組或雙字組，但不能包含基底指標暫存器、索引暫存器、倍數。這種指令從 0A0H～0A3H。
R	ModR/M 位元組的 R/M 欄位只能是通用暫存器，這種指令有兩個位元組的 OPCODE，從 0FH 20H～0FH 24H 和 0FH 26H。
S	ModR/M 位元組的 Reg 欄位只能是區段暫存器，例如 Reg＝000 為 ES，Reg＝001 為 CS，適用於 8CH、8EH。
T	ModR/M 位元組的 Reg 欄位只能是偵測暫存器，這種指令有兩個位元組的 OPCODE，適用於 0FH 24H 和 0FH 26H。只有在 80386 及其等級以上的 CPU 才有此類暫存器。

Argument Operand Codes
0	此運算元是位元組，但與其他運算元不同，當這類運算元預設值是 10（0AH）時，在組合語言不必寫出來。通常用於 AAM 和 AAD 等指令。
a	此運算元是字組或雙字組，只用於 BOUND 指令。
b	此運算元是位元組。
d	此運算元是雙字組（32 位元長）。
e	此運算元可能是 16 位元的暫存器，亦可能是 32 位元的暫存器。
p	此運算元是 32 位元或 48 位元的位址（也可視為位址指標）。
q	此運算元是四字組（64 位元長）。
s	此運算元是六個位元組的虛擬描述器（pseudo-descriptor）。
v	此運算元是字組或雙字組。
w	此運算元是字組，一個字組由 16 個位元組成。

Special Argument Codes
m	此運算元為記憶體位址，與該記憶體位址裏面的內容無關。通常用於 LEA 指令。

注意事項

上面的 OPCODE MAP 中，有幾項要注意的事情，必須稍做說明。

OPCODE 是一道 x86 指令機械碼的一部份，完整的機械碼格式是上圖中的第一個位元組稱為 BYTE1，也稱為 OPCODE，位於最低位址；第二個位元組稱 BYTE2，也叫 ModR/M 位元組，位於次高位址；其餘依次往高位址存放。
在 OPCODE MAP 中的 0FH 在 8086/8088 中沒有編碼，所以在 DEBUG 中，如將它反組譯會得到「DB 0F」（定義一個位元組，其值為 0FH）。如下操作：
```
C:\>debug [Enter]
-e 100 [Enter]
1710:0100  00.0f [Enter]
-u 100 [Enter]
1710:0100 0F            DB      0F
1710:0101 00B98AFF      ADD     [BX+DI+FF8A],BH
```
但是在未來的 CPU 裏，0FH 被當做是多位元組操作碼的起始位元組。
OPCODE MAP 中的 0D8H～0DFH，都標記為「ESC」，CPU 遇到這種操作碼，只會計算有關位址的部分，其餘都會傳給 8087 共同處理器（也稱為浮點運算器是 floating-point processor unit，簡稱為 FPU）運算。這八個操作碼，都與浮點運算的指令有關。
操作碼 8FH、0C6H、0C7H 的 REG 三個位元都要等於 0，其他值是非法的，此限制不與具有「E」定址參數的其他操作碼共享，並且沒有顯示在 OPCODE MAP 中。
操作碼 8DH 與 0C4H、0C5H 依序是 LEA、LES、LDS 指令，其來源運算元意義不同，前者是獲得記憶體位址，後二者是將 32 位元的記憶體內容載入區段暫存器及目的運算元中。但在網路上所查到的大部分資料都記為「M」，這裡小木偶為了區別，將 8DH 的運算元改為「m」。
OPCODE MAP 中的 40H～5FH，都是一個位元組的機械碼就代表一個指令。
如果有前置位元組，例如重複指令、凌越區段等，那麼必須放在的 OPCODE 前面。
背景暗紅色（　）的 OPCODE 代表沒有使用而保留起來。

IA－32 OPCODE MAP

IA－32 是指從 80386、80486 到 Pentium 4 等 32 位元的 CPU，有別於之前 16 位元架構的 8086/8088 與 80286。英特爾在設計 80386 的時候，將其定位為 32 位元的 CPU，可以存取 2³² 個不同的位址，暫存器的寬度也擴大為 32 位元。不僅如此，80386 又增加了一些新的指令，並且又要能和之前的 8086、80286 相容。此外，80386 還新增保護模式與虛擬 86 模式。因此在設計操作碼時，實在是煞費苦心。

下圖是 IA－32 機械碼格式，英特爾將機械碼分為六部分，個部分名稱如下圖：要注意的是，每部分不一定是一個位元組，完全依指令的需要而決定。

可能之前的 8086、80286 OPCODE 已經幾乎占滿了一個位元組，所以萬不得已，將 80386 的 OPCODE 擴充，所以其 OPCODE 有一個位元組，也有兩個位元組。如果是兩個位元組，那麼第一個位元組必定是 0FH。底下的表格是 IA－32 的 OPCODE MAP，而且其 OPCODE 是一個位元組：

IA－32 OPCODE Map
One-byte Opcode Map
	?0	?1	?2	?3	?4	?5	?6	?7	?8	?9	?A	?B	?C	?D	?E	?F
0?	ADD E b,G b	ADD E v,G v	ADD G b,E b	ADD G v,E v	ADD AL,I b	ADD eAX,I v	PUSH ES	POP ES	OR E b,G b	OR E v,G v	OR G b,E b	OR G v,E v	OR AL,I b	OR eAX,I v	PUSH CS	2-Byte Esc
1?	ADC E b,G b	ADC E v,G v	ADC G b,E b	ADC G v,E v	ADC AL,I b	ADC eAX,I v	PUSH SS	POP SS	SBB E b,G b	SBB E v,G v	SBB G b,E b	SBB G v,E v	SBB AL,I b	SBB eAX,I v	PUSH DS	POP DS
2?	AND E b,G b	AND E v,G v	AND G b,E b	AND G v,E v	AND AL,I b	AND eAX,I v	ES:	DAA	SUB E b,G b	SUB E v,G v	SUB G b,E b	SUB G v,E v	SUB AL,I b	SUB eAX,I v	CS:	DAS
3?	XOR E b,G b	XOR E v,G v	XOR G b,E b	XOR G v,E v	XOR AL,I b	XOR eAX,I v	SS:	AAA	CMP E b,G b	CMP E v,G v	CMP G b,E b	CMP G v,E v	CMP AL,I b	CMP eAX,I v	DS:	AAS
4?	INC eAX	INC eCX	INC eDX	INC eBX	INC eSP	INC eBP	INC eSI	INC eDI	DEC eAX	DEC eCX	DEC eDX	DEC eBX	DEC eSP	DEC eBP	DEC eSI	DEC eDI
5?	PUSH eAX	PUSH eCX	PUSH eDX	PUSH eBX	PUSH eSP	PUSH eBP	PUSH eSI	PUSH eDI	POP eAX	POP eCX	POP eDX	POP eBX	POP eSP	POP eBP	POP eSI	POP eDI
6?	PUSHA/ PUSHAD	POPA/ POPAD	BOUND G v,M a	ARPL E w,G w	FS:	GS:	Opd Size	Addr Size	PUSH I v	IMUL G v,E v,I v	PUSH I b	IMUL G v,E v,I v	INSB Yb,DX	INSW/ INSD Yv,DX	OUTSB DX,Xb	OUTSW/ OUTSD DX,Xv
7?	JO J b	JNO J b	JB J b	JNB J b	JZ J b	JNZ J b	JBE J b	JA J b	JS J b	JNS J b	JPE J b	JPO J b	JL J b	JGE J b	JLE J b	JG J b
8?	GRP1 E b,I b	GRP1 E v,I v	GRP1 E b,I b	GRP1 E v,I b	TEST G b,E b	TEST G v,E v	XCHG G b,E b	XCHG G v,E v	MOV E b,G b	MOV E v,G v	MOV G b,E b	MOV G v,E v	MOV E w,S w	LEA G v,m	MOV S w,E w	POP E v
9?	NOP	XCHG eAX,eCX	XCHG eAX,eDX	XCHG eAX,eBX	XCHG eAX,eSP	XCHG eAX,eBP	XCHG eAX,eSI	XCHG eAX,eDI	CBW/ CWDE	CWD/ CDQ	CALLF A p	WAIT	PUSHF/ PUSHFD	POPF/ POPFD	SAHF	LAHF
A?	MOV AL,O b	MOV eAX,O v	MOV O b,AL	MOV O v,eAX	MOVSB	MOVSW/ MOVSD	CMPSB	CMPSW/ CMPSD	TEST AL,I b	TEST eAX,I v	STOSB	STOSW/ STOSD	LODSB	LODSW/ LODSD	SCASB	SCASW/ SCASD
B?	MOV AL,I b	MOV CL,I b	MOV DL,I b	MOV BL,I b	MOV AH,I b	MOV CH,I b	MOV DH,I b	MOV BH,I b	MOV eAX,I v	MOV eCX,I v	MOV eDX,I v	MOV eBX,I v	MOV eSP,I v	MOV eBP,I v	MOV eSI,I v	MOV eDI,I v
C?	GRP2 E b,I b	GRP2 E v,I b	RET I w	RET	LES G v,M p	LDS G v,M p	GRP11a E b,I b	GRP11b E v,I v	ENTER I w,I b	LEAVE	RETF I w	RETF	INT 3	INT I b	INTO	IRET
D?	GRP2 E b,1	GRP2 E v,1	GRP2 E b,CL	GRP2 E v,CL	AAM I b	AAD I b		XLAT
E?	LOOPNZ J b	LOOPZ J b	LOOP J b	JCXZ J b	IN AL,I b	IN eAX,I b	OUT I b,AL	OUT I b,eAX	CALL J v	JMP J v	JMP A p	JMP J b	IN AL,DX	IN eAX,DX	OUT DX,AL	OUT DX,eAX
F?	LOCK		REPNZ	REPZ	HLT	CMC	GRP3a E b	GRP3b E v	CLC	STC	CLI	STI	CLD	STD	GRP4 E b	GRP5 E v

下面的表格是兩個位元組的 IA－32 OPCODE，並且第一個位元組是 0F0H，因此下表僅列出 OPCODE 中第二個位元組：

IA－32 OPCODE Map
Two-byte Opcode Map( First Byte is 0FH )
	X0	X1	X2	X3	X4	X5	X6	X7	X8	X9	XA	XB	XC	XD	XE	XF
0?	GRP6	GRP7	LAR G v,E w	LSL G v,E w			CLTS		INVD	WBINVD		UD2
1?
2?	MOV R d,C d	MOV R d,D d	MOV C d,R d	MOV D d,R d	MOV R d,T d		MOV T d,R d
3?	WRMSR	RDTSC	RDMSR	RDPMC	SYSENTER	SYSEXIT							MOVNTI G v,E v
4?	CMOVO G v,E v	CMOVNO G v,E v	CMOVB G v,E v	CMOVNB G v,E v	CMOVZ G v,E v	CMOVNZ G v,E v	CMOVBE G v,E v	CMOVA G v,E v	CMOVS G v,E v	CMOVNS G v,E v	CMOVPE G v,E v	CMOVPO G v,E v	CMOVL G v,E v	CMOVGE G v,E v	CMOVLE G v,E v	CMOVG G v,E v
5?
6?
7?		GRP12	GRP13	GRP14
8?	JO J b	JNO J b	JB J b	JNB J b	JZ J b	JNZ J b	JBE J b	JA J b	JS J b	JNS J b	JPE J b	JPO J b	JL J b	JGE J b	JLE J b	JG J b
9?	SETO E b	SETNO E b	SETB E b	SETNB E b	SETZ E b	SETNZ E b	SETBE E b	SETA E b	SETS E b	SETNS E b	SETPE E b	SETPO E b	SETL E b	SETGE E b	SETLE E b	SETG E b
A?	PUSH FS	POP FS	CPUID	BT E v,G v	SHLD E v,G v,I b	SHLD E v,G v,CL			PUSH GS	POP GS	RSM	BTS E v,G v	SHRD E v,G v,I b	SHRD E v,G v,CL	GRP15	IMUL G v,E v
B?	CMPXCHG E b,G b	CMPXCHG E v,G v	LSS G v,M p	BTR E v,G v	LFS G v,M p	LGS G v,M p	MOVZX G v,E b	MOVZX G v,E w		GRP10	GRP8 E v,I b	BTC E v,G v	BSF G v,E v	BSR G v,E v	MOVSX G v,E b	MOVSX G v,E w
C?	XADD E b,G b	XADD E v,G v		MOVNTI E d,G d				GRP9	BSWAP EAX	BSWAP ECX	BSWAP EDX	BSWAP EBX	BSWAP ESP	BSWAP EBP	BSWAP ESI	BSWAP EDI
D?
E?
F?
	?0	?1	?2	?3	?4	?5	?6	?7	?8	?9	?A	?B	?C	?D	?E	?F

跟 8086/8088 一樣，IA－32 中也有把 ModR/M 中的第 3～5 個位元當做 OPCODE 的延伸。但是 IA－32 比 8086/8088 多得多，這些延伸的 OPCODE 列在下表：

IA－32 OPCODE Map (OPCODE Extensions)
GRP	OPCODE	ModR/M bit 3-5
GRP	OPCODE	000	001	010	011	100	101	110	111
GRP1	80-83	ADD	OR	ADC	SBB	AND	SUB	XOR	CMP
GRP2	D0-D3	ROL	ROR	RCL	RCR	SHL	SHR		SAR
GRP3a	F6	TEST E b,I b		NOT	NEG	MUL	IMUL	DIV	IDIV
GRP3b	F7	TEST E v,I v		NOT	NEG	MUL	IMUL	DIV	IDIV
GRP4	FE	INC	DEC
GRP5	FF	INC	DEC	CALL	CALL E p	JMP	JMP E p	PUSH
GRP6	0F 00	SLDT E w	STR E v	LLDT E w	LTR E w	VERR E w	VERW E w
GRP7	0F 01	SGDT M s	SIDT M s	LGDT M s	LIDT M s	SMSW E w		LMSW E w	INVLPG M b
GRP8	0F BA					BT	BTS	BTR	BTC
GRP9	0F C7		CMPXCH8B M q
GRP10	0F B9
GRP11a	C6	MOV E b,I b
GRP11b	C7	MOV E v,I v
GRP12	0F 71
GRP13	0F 72
GRP14	0F 73
GRP15	0F AE								CLFLUSH
GRP16	0F 18

x86－64 OPCODE MAP

x86－64 CPU 是指

附錄七 x86 CPU 的操作碼

8086/8088 OPCODE MAP

注意事項

IA－32 OPCODE MAP

x86－64 OPCODE MAP

附錄七　x86 CPU 的操作碼